二氢吲哚类染料用于染料敏化太阳能电池光敏剂的比较

采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)对四种二氢吲哚染料进行研究, 从中筛选出相对优秀的染料敏化太阳能电池光敏剂. 对前线分子轨道的计算表明, 二氢吲哚染料的前线分子轨道结构非常有利于染料激发态向TiO2电极的电子注入. 对真空中的紫外和可见光吸收光谱的计算表明, 二氢吲哚染料的吸收光谱与太阳辐射光谱匹配较好. 对染料分子的能级计算表明, 二氢吲哚染料的能级结构比较适合于I-/I-3作电解液的TiO2纳米晶太阳能电池的光敏剂. 二氢吲哚染料最低未占据分子轨道(LUMO) 能级均比TiO2晶体导带边能级高, 能够保证激发态染料分子高效地向TiO2电极转移电子. 二氢吲哚染料最高占据分子轨道(HOMO)的能级比I-/I-3能级低, 保证了失去电子的染料分子能够顺利地从电解液中得到电子. 与实验数据比较, 得出在提高染料敏化太阳能电池转换效率方面, 对染料的关键要求是LUMO能级的位置. 染料分子的稳定性是染料敏化太阳能电池使用寿命的关键因素. 通过对化学键键长的比较表明, 二氢吲哚染料的分子稳定性基本相同. 对计算结果的分析表明, 二氢吲哚染料1(ID1)的LUMO能级最高, 分子稳定性最好, 在酒精溶液中的吸收光谱与太阳辐射光谱匹配很好, 在同类染料中是较好的染料敏化太阳能电池光敏剂.     

一维Euler方程的特征有限体积格式

提出了一种用于求解一维标量方程和无粘Euler方程组的高阶有限体积格式.其中时间离散采用Sjanpson数值积分公式从而实现时间上的高阶.利用特征线理论得到网格节点在各个时间层沿着特征线的位置,而积分公式中的节点值通过三阶和五阶的中心加权本质无震荡重构得到.最后,给出了几个数值算例验证此方法的高精度和收敛性以及捕获激波的能力.     

一道力学竞赛题的多种解法及其相关问题讨论

分析了第十一届全国周培源大学生力学竞赛初赛试题中第13题的圆环受力与变形的特殊性,明确了题中圆环发生大位移小变形,给出了其多种解法,指出了原型题解答对读者的误导,并对大位移的影响、功与能的计算方法、中性轴的位置、应力应变分布等相关问题进行了分析与讨论,得到了圆环内部受力与变形的过程.     

第十一届全国周培源大学生力学竞赛个人赛命题总结

对第十一届全国周培源大学生力学竞赛个人赛命题进行了总结,介绍了理论力学和材料力学的命题思路,并提出了一些建议。     

Tb0.3Dy0.6Pr0.1(Fe1-xAlx)1.95合金的磁性、磁致伸缩和穆斯堡尔谱研究

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.6Pr0.1(Fe1-xAlx)1.95(x=0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3)合金中元素Al替代Fe对结构、磁性、磁致伸缩性能和自旋重取向的影响.测量结果发现,x<0.2时Tb0.3Dy0.6Pr0.1(Fe1-xAlx)1.95合金基本上是纯的单相,x=0.2时出现其他杂相,杂相随Al替代量的增加不断增多.随Al替代量x的增加,点阵常数a接近于线性增大,Curie温度TC逐渐下降,而矫顽力Hc急剧下降.振动样品磁强计(VSM)测量发现,磁化强度M随Al替代量x的变化较为复杂.VSM计和磁致伸缩效应测量共同表明,少量Al的替代有利于降低磁晶各向异性,而且随着Al替代量x的增多磁致伸缩系数快速减小,x>0.15时巨磁致伸缩效应消失.穆斯堡尔效应研究发现,随Al含量的增加Tb0.3Dy0.6Pr0.1(Fe1-xAlx)1.95合金中易磁化轴可能在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴,发生自旋重取向,从而引起合金宏观磁性、磁致伸缩性能的变化.     

光子扫描隧道显微镜的探测场

通过修改光子扫描隧道显微镜探测场的计算模型，推导出比较符合实际的探测场及透射系数的计算公式，并利用这一新计算公式在微机上进行了模拟计算，得到了一些过去未曾发现的现象，对光子扫描隧道显微镜的实际探测具有一定的指导意义。     

铁镍合金纳米管阵列的模板制备和磁性

"在阳极氧化铝模板的孔洞中利用模板浸润的方法成功制备出了铁镍合金纳米管阵列．通过改变所用模板的参数和沉积纳米管的的制备条件,所制备的纳米管的长度、内径和外径的尺寸都可以得到有效控制．利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对所制备的纳米管及其阵列的形貌进行了表征．对铁镍合金纳米管阵列的宏观磁性测量表明样品具有磁各向异性,沿纳米管长轴方向样品更容易被磁化．对纳米管的磁化反转机制和磁矩在纳米管中的静态分布进行了讨论．铁镍合金纳米管的这些性质都是由纳米管的独特结构造成的．"     

Interaction between heat dipole and circular interfacial crack

The heat dipole consists of a heat source and a heat sink. The problem of an interracial crack of a composite containing a circular inclusion under a heat dipole is investigated by using the analytical extension technique, the generalized Liouville theorem, and the Muskhelishvili boundary value theory. Temperature and stress fields are formulated. The effects of the temperature field and the inhomogeneity on the interracial fracture axe analyzed. As a numerical illustration, the thermal stress intensity factors of the interfacial crack are presented for various material combinations and different positions of the heat dipole. The characteristics of the interfacial crack depend on the elasticity, the thermal property of the composite, and the condition of the dipole.     

High-frequency magnetic properties and core loss of carbonyl iron composites with easy plane-like structures

To fully release the potential of wide bandgap(WBG)semiconductors and achieve high energy density and efficiency,a carbonyl iron soft magnetic composite(SMC)with an easy plane-like structure is prepared.Due to this structure,the permeability of the composite increases by 3 times(from 7.5 to 21.5)at 100 MHz compared with to the spherical carbonyl iron SMC,and the permeability changes little at frequencies below 100 MHz.In addition,the natural resonance frequency of the composite shifts to higher frequencies at 1.7 GHz.The total core losses of the composites at 10,20,and 30 m T are80.0,355.3,and 810.7 m W/cm³,respectively,at 500 k Hz.Compared with the spherical carbonyl iron SMC,the core loss at500 k Hz is reduced by more than 60%.Therefore,this kind of soft magnetic composite with an easy plane-like structure is a good candidate for unlocking the potential of WBG semiconductors and developing the next-generation power electronics.